1. Teori Pita Zat Padat
• Atom Na :
Nomor atomnya 11, punya 1 elektron valensi,
menempati kulit 3s (energinya E3s)
• Saat 2 atom Na didekatkan (Na A dan Na B),
elektron valensi A akan berinteraksi dengan
elektron valensi B, shg energi elektron valensi
tiap atom tidak lagi sama dengan E3s.
2. • Pada gambar tampak, saat jarak antara atom
r1, energi elektron valensinya E3s, tapi saat jarak
antar atom r2, ada 2 kemungkinan energi
elektron : E1 dan E2.
energi
E3s
r2 r1
E2
E1
Jarak antar atom
3. 3 s
Energi
3 s
EnergiTingkat energi 3s atom 2 natrium
yang berdekatan
Tingkat energi 3s enam atom Natrium
yang saling berdekatan
4. 3 s
Energi
3 s
Energi
Terbentuknya pita energipita energi 3s ketika banyak
atom natrium saling berdekatan untuk
membentuk zat padat
Tingkat energi 3s enam atom Natrium
yang saling berdekatan
6. Pita Energi Atom
Banyak Berdekatan
1s
2s
2p
3s
Celah
Terlarang
Pita
Valensi
Pita Konduksi
Energi yang tidak dapat dimiliki oleh elektron
7. • Jika ada 1022
atom, jumlah tingkat energinya
sangat banyak.
• Jarak antara satu tingkat energi dengan
tingkat energi lain sangat dekat, sehingga
membentuk semacam pita energi.
• Berapa daya tampung suatu pita energi ?
Tiap pita energi suatu atom dapat ditempati
2(2l +1) elektron.
8. KULIT DAN SUBKULIT
• Bohr melukiskan elektron atom hidrogen
bergerak pada lintasan stasioner.
• Untuk membedakan antara satu lintasan dan
lintasan lain diperkenalkan konsep kulit atom
(K, L, M dst)
Lintasan n=1 dinamakan kulit K
Lintasan n=2 dinamakan kulit L
Lintasan n=3 dinamakan kulit M
Lintasan n=4 dinamakan kulit N
K L M N
9. Pada tiap kulit terdapat subkulit yang memungkinanPada tiap kulit terdapat subkulit yang memungkinan
adanya elektron berada dalam subkulit tersebut.adanya elektron berada dalam subkulit tersebut.
Subkulit diberi nama s, p, d, f, g dstSubkulit diberi nama s, p, d, f, g dst
Subkulit s (“sharp”) untuk elektron yang mempunyaiSubkulit s (“sharp”) untuk elektron yang mempunyai ll = 0.= 0.
Subkulit p (“principa”) untuk elektron yang mempunyaiSubkulit p (“principa”) untuk elektron yang mempunyai ll = 1.= 1.
Subkulit d (“diffuse”) untuk elektron yang mempunyaiSubkulit d (“diffuse”) untuk elektron yang mempunyai ll = 2.= 2.
Subkulit f (“fundamental”) untuk elektron yang mempunyaiSubkulit f (“fundamental”) untuk elektron yang mempunyai ll = 3.= 3.
dst.dst.
Untuk menyatakan keadaan elektron disuatu lintasan stasionerUntuk menyatakan keadaan elektron disuatu lintasan stasioner
tertentu yang mempunyai bilangan kuantum utama n dantertentu yang mempunyai bilangan kuantum utama n dan
bilangan kuantum orbitalbilangan kuantum orbital l dipakai singkatanl dipakai singkatan nnl.l.
Jika elektron berada dikeadaan stasioner 2s artinya elektronJika elektron berada dikeadaan stasioner 2s artinya elektron
tersebut mempunyai bilangan kuantum utama n=2 dantersebut mempunyai bilangan kuantum utama n=2 dan
bilangan kuantum orbitalbilangan kuantum orbital ll=0 (subkulit s mempunyai=0 (subkulit s mempunyai l=l=0)0)
10. Tabel 1. Ringkasan notasi kulit dan subkulit
Jumlah elektron dalam suatu kulit dicari dengan rumus : (2n2
)
n Nama kulit l Nama subkulit
1 K 0 s
2 L 1 p
3 M 2 d
4 N 3 f
5 O 4 g
6 P 5 h
….. ….. ….. …..
11. Contoh soal:Contoh soal:
1. Sebutkan bilangan kuantum utama dan orbital yang
dimiliki oleh elektron yang berada pada lintasan
stasioner 3p dan 3 d. Apakah ada lintasan 3 f ?
Jawab : Singkatan penulisan keadaan elektron : nl
Keadaan 3p mempunyai n=3 dan l =1(subkulit p untuk l =1)
Keadaan 3d mempunyai n=3 dan l =2(subkulit d untuk l =2)
Keadaan 3f menunjukkan bahwa n=3 dan l=3. Keadaan ini
tidak ada karena nilai terbesar l harus sama dengan n-1
12. 2. Berapakah banyaknya elektron maksimum yang2. Berapakah banyaknya elektron maksimum yang
dapat menempati kulit M, N, O dan P?dapat menempati kulit M, N, O dan P?
Jawab :Jawab : Jumlah elektron maksimum dalam suatu kulit dicari dengan
rumus : (2n2
)
Kulit M (n=3), banyaknya elektron maksimum : 18 elektronKulit M (n=3), banyaknya elektron maksimum : 18 elektron
Kulit N (n=4), banyaknya elektron maksimum: 32 elektronKulit N (n=4), banyaknya elektron maksimum: 32 elektron
Kulit O (n=5), banyaknya elektron maksimum: 50 elektronKulit O (n=5), banyaknya elektron maksimum: 50 elektron
Kulit P (n=6), banyaknya elektron maksimum : 72 elektronKulit P (n=6), banyaknya elektron maksimum : 72 elektron
13. • Jika ada N atom yang berdekatan, maka
tingkat energi akan terpecah (membentuk
suatu pita energi jika N sangat besar).
• Tiap pita energi mampu menampung :
2(2l +1) N elektron.
Contoh : Logam Natrium yang memiliki N atomContoh : Logam Natrium yang memiliki N atom
Pita 1s, menampung 2(2x0+1)N = 2N elektron
Pita 2s, menampung 2(2x0+1)N = 2N elektron
Pita 2p, menampung 2(2x1+1)N = 6N elektron
Pita 3s, menampung 2(2x0+1)N = 2N elektron
14. Konduktivitas Zat Padat
• Berdasarkan daya konduktivitas zat padat, ada
3 macam sifat yaitu :
1. Konduktor
2. Semikonduktor
3. Isolator
• Sifat konduktivitas zat padat, dapat dijelaskan
dengan teori pita energi.
15. Konduktor
• Pita terakhir (pita
konduksi) terisi
setengah penuh.
• Celah energi biasanya
tdk ada, justru ada
beberapa pita yang
bertumpuk/over laping.
Jurang Energi
3s
2p
2s
1s
16. Sifat Konduksi Listrik
Konduktor
Natrium dengan konfigurasi elektron :
1s2
2s2
2p6
3s1
Kulit terluar 3s hanya ditempati
satu elektron (setengah penuh).
Akibatnya elektron bebas yang
menempati pita 3s dengan
mudah bergerak dalam kristal,
menghasilkan arus listrik.
1s
2s
2p
3s
17.
18.
19. Semikonduktor
• Pita terakhir (pita
konduksi) kosong.
• Celah energi/energy
gap sempit.
• Contoh : Silikon,
Germanium
Energy gap
20. Konduktivitas
Semikonduktor
Semikonduktor yang baru kita bicarakan
adalah semikonduktor netral, dengan jumlah
proton dan elektron sama.
Ketika sebuah elektron melompat dari pita
valensi ke pita konduksi, maka pita valensi
mengalami perubahan.
Elektron yang berpindah menimbulkan
sebuah kekosongan pada pita valensi (hole)
21. Konduktivitas Konduktor dan Semikonduktor
Hambatanjenis(x108Ωm)
T
Konduktor
Hambatanjenis(x108Ωm)
T
Semikonduktor
Konduktivitas konduktor berkurang karena
kenaikan suhu, sedangkan pada semikonduktor
justru bertambah dengan kenaikan suhu.
